Đề tài Công nghệ sản xuất nui macaroni - Mì ống

1 MỤC LỤC Trang GIỚI THIỆU…………….…………………………..……………………….3 1. NGUYÊN LIỆU………………………………………..………….………4 1. 1. Bột mì Durum…….……………….…………………..…….………4 1. 2. Nước……………….…………………………………..…….….……7 2. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ …..…………….………….………………8 2. 1. Sơ đồ khối…………………………………………..………………..8 2. 2. Sơ đồ thiết bị…………………………………………...…………….8 3. GIẢI THÍCH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ …..………..………………9 3. 1. Quy trình 1 ……..……………………………….…………………9 3. 2. Quy trình 2 …………………………...…………………………..17 3. 3. So sánh 2 quy trình ………………….……………...……………19 4. SẢN PHẨM…………………………………………...………..………...20 5. THÀNH TỰU CÔNG NGHỆ………………………...………..………..22 6. TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………..…………...23 2 DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 1: Các khu vực trồng và sản xuất bột mì Durum……..………………….4 Bảng 2: Thành phần hóa học bột mì Durum ( Semolina, 100g )….……………4 Bảng 3: Môt số chỉ tiêu chất lượng bột mì………………………………...…….6 Bảng 4: Chỉ tiêu chất lượng đối với nước.……………………….. …………….7 Bảng 5: Các phương pháp xử lý nước ……………………………….…………10 Bảng 6: Sự khác nhau giữa máy ép đùn một vít và hai vít……………………15 Bảng 7 : So sánh sự khác nhau giữa 2 quy trình công nghệ …….…………..19 DANH MỤC HÌNH Trang Hình 1: Sơ đồ nguyên lý thiết bị nhào trộn trục đứng………………………...12 Hình 2 : Thiết bị ép đùn 1 trục vít………………………………………………13 Hình 3: Sơ đồ nguyên lý buồng sấy…………………………………….……….16 Hình 4: Sơ đồ nguyên lý thiết bị nhào trộn trục ngang……………….……….17 Hình 5: Sơ đồ nguyên lý buồng hấp…………………………………………….18 Hình 6: Thông tin về dinh dưỡng của sản phẩm mì ống sấy, nguyên chất…...20 3 GIỚI THIỆU NUI: các sản phẩm dạng ống (hay các hình dạng phức tạp) làm từ bột mì nhào với nước rồi đem xử lý nhiệt. Sản phẩm phổ biến tại Việt Nam là nui macaroni – mì ống. “Nothing says Italy like its food, and nothing says Italian food like pasta.” Mì ống từ lâu đã trở thành một đặc trưng văn hóa của nước Ý. Có nhiều tài liệu khác nhau về nguồn gốc của mì ống, lịch sử cho thấy mì ống hình thành và phát triển tại một khu vực rồi lan rộng phổ biến ra trên toàn thế giới. Phổ biến cho rằng mì ống được phát minh từ Trung Quốc và được Marco Polo mang về Ý năm 1292. Tuy nhiên, nền tảng của mì ống đã xuất hiện từ thời La Mã cổ đại, truyền thuyết cho rằng Thần Promethe đã tạo ra từ bột mì nhào. Các chứng minh lịch sử cho thấy rằng mì ống được sử dụng rộng rãi tại Trung Đông, tài liệu đầu tiên đề cập đến mì ống được tìm thấy ở Jerusalem Talmud viết bởi người Arab. Đến khoảng giữa thế kỉ IV và VI, mì ống được đưa đến Sicily bởi những người Arab di cư. Tên gọi “macaroni” cũng xuất phát từ tiếng Sicily là “maccarruni” nghĩa là làm từ bột nhào. Vào thế kỉ XII, XIII mì ống đơn giản chỉ là macaroni ở dạng khô nấu trong nước sôi. Năm 1574, thành lập Hiệp hội của những người thợ làm mì ống. Năm 1577, ban hành các điều luật của Hiệp hội. Đến thế kỉ XVII lần đầu tiên xuất hiện máy ép mì sợi ở Naples. Năm 1840, Naples trở thành kinh đô của mì ống khi những người thợ từ Arnalfi đến mở ra một nền công nghiệp mì thực sự. Họ mang theo máy móc, tạo ra sự cạnh tranh và xuất khẩu sang các châu lục khác. Năm 1882, một máy ép bằng sức nước ra đời. Cuối thế kỉ XIX, những người thợ sản xuất mì ống thúc đẩy thị trường bằng cách tạo ra khoảng 150-200 sản phẩm có hình dạng khác nhau. Từ năm 1904-1914, công nghiệp mì sợi phát triển khắp nước Ý và các thị trường châu Âu, Bắc Mĩ, Nhật Bản… 4 CHƯƠNG 1: NGUYÊN LIỆU 1. 1 Bột mì Durum Bột mì là sản phẩm được chế biến từ hạt lúa mì bằng quá trình nghiền. Trong quá trình này vỏ cám và phôi được tách ra và phần còn lại của hạt lúa mì (nội nhũ) được nghiền nhỏ tới độ mịn thích hợp ra thành phẩm là bột mì. Người ta gọi tên như bột mì loại trắng, hay nâu, đen.. tùy vào mầu sắc của bột và gọi là bột cứng hay mềm tùy vào lượng và tính chất gluten của bột. Các loại bột mì chủ yếu sau (phân theo công dụng): + Bột bánh mì, hay bột mì thông thường. + Bột bánh ngọt (pastry). + Bột bánh gato hay bánh kem (cake, gateaux). + Bột mì gia dụng (all-purpose): thích hợp để làm hầu hết các loại bánh. + Bột mì làm bánh bao: Loại bột trắng, được xay từ phần lõi của hạt lúa mì. + Bột mì durum: được làm từ loại lúa mì rất cứng (Durum). Loại bột mì này được sản xuất từ nhà máy bột mì chuyên dụng. Bột mì durum là loại nguyên liệu chính để sản xuất các sản phẩm pasta như spaghetti, vermicelli, macaroni … Bột mì Durum được sản xuất từ hạt của cây lúa mì cứng Triticum durum . Nó được trồng ít hơn cây lúa mì mềm. Có khoảng 11-13% diện tích trồng lúa mì của thế giới trồng loại này. Hầu hết các lúa mì cứng được trồng ngày nay là loại Durum hạt màu hổ phách, có kích thước lớn hơn các loại lúa mì thông thường. Bảng 1: Các khu vực trồng và sản xuất bột mì Durum Khu vực Diện tích (1000 ha) Sản lượng (1000 tấn) European Union 3,500 8,440 Canada 2,430 4,000 United States 1,161 2,630 Italy 1,680 4,000 Algeria 1,400 2,000 Syria 1,200 2,900 Russia 1,000 1,200 Others 2,081 3,340 World 14,452 28,510 Nguồn: Oct-03, Production Estimates and Crop Assessment Division, FAS, USDA, Tại Bắc Phi và Trung Đông, các loại bánh mì địa phương tiêu thụ gần ½ sản lượng của thế giới. Mặt khác, nhiều quốc gia ở châu Âu sản xuất bột mì Durum trong thương mại với số lượng đáng kể. Bảng 2: Thành phần hóa học bột mì Durum ( Semolina, 100g ) Protein Glucid Lipid Nước Vitamin và khoáng 12,68 g 72,83 g 1,05 g 12,67 g 0,77 g Nguồn: USDA Nutrient database 5 1. 1. 1 Glucid - Tinh bột Trong thành phần glucid của lúa mì, tinh bột chiếm đa số. Tinh bột của lúa mì có trong giới hạn từ 50-73%. Hạt tinh bột lúa mì có dạng hình cầu, đôi khi có dạng hình bầu dục, đường kính hạt tinh bột khoảng 10-40µm, trung bình là 20µm. Hạt tinh bột lúa mì có hai dạng: hạt loại lớn A có hình bầu dục và có đường kính lớn hơn 10φm, hạt loại nhỏ B có hình cầu có đường kính 4-10µm chiếm 90% tổng số hạt. Độ lớn và độ nguyên của hạt tinh bột có ảnh hưởng đến tính rắn chắc, khả năng hút nước và hàm lượng đường trong bột nhào. Hạt nhỏ thường cấu tạo chặt, hạt lớn có cấu tạo xốp. Vì vậy, hạt tinh bột lớn và hạt tinh bột vỡ sẽ bị đường hóa nhanh hơn. - Dextrin: chiếm khoảng 1-5% glucid bột mì. Dextrin là sản phẩm tạo ra khi tinh bột bị thủy phân dưới tác dụng của hệ enzyme amylase của lúa mì. Khối lượng phân tử và tính chất của dextrin phụ thuộc vào mức độ thủy phân tinh bột. Dextrin ít liên kết với nước do đó khi bột nhào có hàm lượng cao các dextrin sẽ bị ướt và kém đàn hồi. - Pentosans: chiếm khoảng 1,2-3,5% glucid bột mì. Các pentosans có tính háo nước, khi trương nở tạo huyền phù đặc ảnh hưởng tới tính chất vật lý của bột nhào. Pentosans tan trong nước chiếm 1-1,5% tổng lượng pentosans bột mì. Pentosans tan có thể hấp thu một lượng nước gấp 15- 20 lần trọng lượng của nó do vậy làm tăng độ nhớt và độ dính của bột nhào. Pentosans không tan trương nở trong nước tạo thành dịch keo ảnh hưởng tới tính chất lưu biến của bột nhào trong quá trình định hình. - Cellulose và hemicellulose: chiếm khoảng từ 0,1-2,3% thành phần glucid bột mì là các cellulose và 2-8% là hemicellulose. Cellulose không có ý nghĩa về mặt dinh dưỡng đối với con người vì không tiêu hóa được ở ống tiêu hóa, nhưng giúp tăng nhu động ruột tốt cho tiêu hóa. - Các loại đường glucose, fructose, maltose, saccharose: chiếm khoảng 0,1- 1% bột mì. 1. 1. 2 Protein Protein bao gồm 4 loại chính: albumin (5,7 – 11,5%), globulin (5,7 – 10,8%), gliadin (40 – 50%) và glutenin (34 – 42% tổng lượng protein). Như vậy 2 loại gliadin và glutenin là chủ yếu chiếm đến 70 – 85% tổng lượng protein của bột mì. Khi nhào bột mặc dù 2 protein này không hòa tan trong nước nhưng lại hút nước, trương nở tạo thành một khối dẻo đàn hồi gọi là gluten. Gluten có ý nghĩa rất lớn trong công nghệ sản xuất bánh có sử dụng bột mì : bánh mì, bánh biscuit, mì ăn liền, spaghetti, … Khi phân bố trong bột nhào, gluten tạo thành mạng đàn hồi, dai, có khả năng giữ khí, phồng nở tốt. Như vậy chất lượng gluten quyết định chất lượng của các sản phẩm có sử dụng bột mì. 6 1. 1. 3 Lipid Hàm lượng lipid trong bột mì khoảng từ 2-3%, trong đó 75% là chất béo trung tính, còn lại là phosphatide, các sắc tố và các vitamin tan trong chất béo. Trong bột mì có khoảng từ 0,4-0,7% phosphatide thuộc nhóm lecithine. Lecithine là chất béo háo nước, có hoạt tính bề mặt cao nhũ hóa tốt nên có tác dụng làm tăng tính đồng nhất của bột nhào, dễ dàng cho việc nhào bột và tạo hình. 1. 1. 4 Khoáng và vitamin Chất khoáng trong hạt lúa mì có vào khoảng 1,5-2,6%. Vitamin trong lúa mì gồm có vitamin A, vitamin nhóm B như B1, B2, B6…, vitamin H, vitamin E,… trong đó vitamin B1, PP, E nhiều hơn cả. Bảng 3: Môt số chỉ tiêu chất lượng bột mì Chỉ số acid ( mg KOH / 100g bột tính theo chất khô) Không quá 50 mg Protein Không thấp hơn 13 % tính theo chất khô Độ ẩm Không quá 15,5% Cỡ hạt Không nhỏ hơn 98% bột lọt qua ray kích thước 212 milimicron ( N-70 ) Mùi Bình thường, không có mùi hôi mốc Vị Hơi ngọt, không có vị chua, đắng Kim loại nặng Không có Dư lượng chất trừ sinh vật hại Theo tiêu chuẩn Bộ Y Tế Tiêu chuẩn bao bì: + Bột mì phải được bao gói và vận chuyển trong các bao bì hợp vệ sinh , đảm bảo chất lượng dinh dưỡng và kỹ thuật của sản phẩm. + Bao bì chỉ được làm bằng các vật liệu đảm bảo an toàn và thích hợp, không được thải các chất độc hoặc mùi vị lạ vào sản phẩm. + Tên của sản phẩm phải được ghi trên nhãn là “bột mì” hoặc tên thích hợp do yêu cầu của nước tiêu thụ. Cần ghi thêm các chỉ tiêu chất lượng theo yêu cầu của luật pháp nước tiêu thụ. 7 1. 2. Nước Nước là một trong hai nguyên liệu chính quan trọng để sản xuất mì ống, có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bột nhào và vệ sinh an toàn. Hiện nay chúng ta có ba nguồn nước dùng được để khai thác để sản xuất: - Nguồn nước bề mặt:được lấy từ sông, suối, hồ....tại việt Nam và các nước đang phát triển, nước bề mặt hiện nay bị ô nhiễm khá nặng chủ yếu là do sản xuất công nghiệp và các hoạt động sinh hoạt. - Nguồn nước do thành phố cung cấp: ở nước ta chất lượng nước do thành phố cung cấp đạt tiêu chuẩn nước dùng trong sinh hoạy hàng ngày. nếu sử dụng nguồn nước này làm sản xuất với lượng lớn sẽ không kinh tế, và gặp nhiều bất cập. - Nguồn nước ngầm: do mưa thấm vào lòng đất tạo nên, được dùng như nguồn cung cấp chính cho các quá trình chế biến thực phẩm do nó có những đặc điểm sau: + Nguồn nước ngầm ít chịu tác động của con người, chất lượng nước thường tốt hơn chất lượng nước bề mặt. + Trong nước ngầm không có các hạt keo hay các hạt cặn lơ lửng. + Chỉ tiêu vi sinh vật thấp hơn nước bề mặt. + Nước ngầm không chứa rong tảo (thứ dễ gây ô nhiễm nguồn nước). Bảng 4: Chỉ tiêu chất lượng đối với nước dùng để ăn uống, nước dùng cho các cơ sở để chế biến thực phẩm ( QCVN 01:2009/BYT ) Tên chỉ tiêu Đơn vị Giới hạn tối đa Màu sắc TCU 15 Mùi vị - Không có mùi, vị lạ Độ đục NTU 2 pH - 6,5 – 8,5 Độ cứng, tính theo CaCO3 mg/l 300 Hàm lượng Clorua mg/l 250 – 300 Hàm lượng sắt tổng số ( Fe2+, Fe3+) mg/l 0,3 Hàm lượng mangan tổng số mg/l 0,3 Hàm lượng nitrat mg/l 50 Hàm lượng nitrit mg/l 3 Hàm lượng sunphát mg/l 250 Chỉ số pecmanganat mg/l 2 Clo dư (trong khử trùng) mg/l 0,3 – 0,5 Coliform tổng số vi khuẩn/100ml 0 E. coli hoặc Coliform chịu nhiệt vi khuẩn /100ml 0 8 CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 2. 1. Sơ đồ khối Quy trình 1 Quy trình 2 Bộtmì Durum Nước Làm sạch tạp chất Định lượng Nhào trộn Ép đùn Làm nguội Đóng gói Nui Sấy Chuẩn bị nguyên liệu Bộtmì Durum Nước Làm sạch tạp chất Định lượng Nhào trộn Ép đùn Làm nguội Đóng gói Nui Sấy Chuẩn bị nguyên liệu 2. 2. Sơ đồ thiết bị Sơ đồ thiết bị quy trình 1: Bản vẽ số 1/2 Sơ đồ thiết bị quy trình 2: Bản vẽ số 2/2 9 CHƯƠNG 3: GIẢI THÍCH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 3. 1. Quy trình 1 3. 1. 1 Chuẩn bị nguyên liệu. Mục đích công nghệ: kiểm tra chất lượng bột mì, xử lý nước để chuẩn bị sản xuất. Phương pháp thực hiện: - Kiểm tra chất lượng bột mì + Kiểm tra hàm lượng bột: phương pháp tiến hành là thêm nước vào bột mì, độ dẻo của khối bột nhào được kiểm tra; tiếp tục trộn và kiểm tra độ bền vững của khối bột nhào. + Kiểm tra độ kéo dãn: phương pháp tiến hành là nhào bột mì với nước, sau đó kéo khối bột nhào và ghi lại lực kéo, độ dãn của khối bột. + Kiểm tra độ phục hồi: phương pháp tiến hành là sử dụng lực nén từ piston với khối bột nhào. Nếu độ phục hồi tốt cho thấy chất lượng bột tốt. + Kiểm tra độ rỗng: phương pháp tiến hành là nhào trộn bột mì với nước, bơm khối bột nhào lên như một quả bóng, ghi nhận thể tích và áp suất không khí. + Kiểm tra độ căng đứt: phương pháp tiến hành là nhào trộn với nước, khối bột được kéo cho đến khi đứt ra, ghi nhận lực kéo và chiều dài căng đứt của khối bột. - Xử lý nước Nguồn nước máy dù chất lượng tốt hơn do đã qua xử lý nhưng do giá thành cao nên được hạn chế sử dụng. Nguồn nước bề mặt ở Việt Nam hiện nay bị ô nhiễm nghiêm trọng, do đó mà người ta không dùng nguồn nước này trong sản xuất công nghiệp. Do độ ổn định cao, chất lượng tương đối tốt và đặc biệt là chi phí sử dụng rẻ tiền mà hiện nay các nhà sản xuất thường sử dụng nguồn nước ngầm làm nguyên liệu dùng trong sản xuất. Nước ngầm cần qua các giai đoạn xử lý để đảm bảo các tiêu chuẩn của nước dùng trong sản xuất thực phẩm. 10 Bảng 5: Các phương pháp xử lý nước Tên phương pháp Mục đích xử lý Phương pháp vật lý Lắng Tách một số tạp chất không tan có kích thước lớn. Lọc Tách các tạp chất có kích thước khác nhau tùy theo đường kính mao quản của màng lọc. Phân riêng bằng membrane Vi lọc. Siêu lọc. Lọc nano. Thẩm thấu ngược. Tách tế bào vi sinh vật. Tách các hợp chất keo, đại phân tử, virus. Làm mềm nước, tách một số muối hòa tan. Tách các ion. Điện thẩm tích Tách các chất tích điện. Nhiệt Giảm độ cứng tạm thời, bài khí, ức chế hoặc tiêu diệt một số loài vi sinh vật Xử lý chân không Bài khí, khử mùi. Xử lý bằng tia UV Ức chế hoặc tiêu diệt vi sinh vật. Phương pháp hóa học Phản ứng trao đổi Làm mềm nước Phản ứng oxy hóa Tách sắt Xử lý bằng acid hoặc kiềm Chỉnh pH Xử lý bằng các chất ức chế vi sinh vật Ức chế hoặc tiêu diệt vi sinh vật. Phương pháp hóa lý Kết lắng Tách một số tạp chất lơ lửng dạng keo Trao đổi ion Làm mềm nước, tách các ion. Hấp phụ Tách một số tạp chất màu, mùi,… 3. 1. 2 Làm sạch tạp chất Mục đích công nghệ: loại bỏ tạp chất có kích thước khác nhau, chủ yếu là các hạt sạn, bụi, kim loại Phương pháp thực hiện: Bột mì được sử dụng là loại bột mì chất lượng cao, đủ tiêu chuẩn chất lượng, đã qua bộ phận kiểm tra chất lượng sản phẩm trước khi thương mại, nên các tạp chất có thể bị lẫn trong nguyên liệu chủ yếu trong các quá trình vận chuyển, bảo quản bột mì. Yêu cầu của bột mì trước khi vào máy nhào phải: + Qua thiết bị nam châm để tách kim loại. + Qua rây N038 để tách tạp chất vô cơ. + Tách bụi, tạp chất nhẹ bằng phương pháp khí động. 11 3. 1. 3 Định lượng Mục đích công nghệ: mỗi loại sản phẩm khác nhau luôn có công thức phối trộn khác nhau. Vì thế trong quá trình sản xuất cần định lượng bột mì phối trộn chính xác với nước theo công thức sản xuất Phương pháp thực hiện: + Bột mì do trộn theo mẻ nên ta có thùng chứa để xác định khối lượng. + Nước được đưa vào sản xuất dưới dạng lỏng nên đo theo thể tích. 3. 1. 4 Nhào trộn Mục đích công nghệ: giai đoạn nhào trộn có mục đích chuẩn bị để tạo khối bột nhào thích hợp cho quá trình tạo hình tiếp theo. Nhào trộn được xem là khâu rất quan trọng vì nó quyết định tính chất sản phẩm, tạo ảnh hưởng rõ rệt lên các khâu tiếp theo trong qui trình sản xuất ( tạo hình, hấp, sấy…). Nhào trộn sẽ phân phối nước vào bột mì, tạo nên khối bột có độ đồng nhất. Bột sau khi nhào trộn phải dẻo, dai, bề mặt mịn màng, đàn hồi, không dính, tạo được khung gluten tốt. Phương pháp thực hiện: quá trình nhào trộn được thực hiện theo nguyên tắc: các nguyên liệu dạng rắn sẽ được phối trộn với nhau, phần lỏng trộn với phần lỏng. Nước sẽ được phun từ từ vào ngăn trộn bột khô. Tiến hành nhào trộn cho đến khi hỗn hợp bột tạo thành khối bột nhào đồng nhất. Các biến đổi của nguyên liệu: - Hóa lý: trong quá trình nhào trộn xảy ra sự chuyển pha. Từ hai pha rắn (bột mì) – lỏng (nước) chuyển thành một khối bán rắn dẻo dạng paste. Trong khối bột nhào có cả 3 pha: rắn, lỏng, khí phân bố đều với nhau. Pha rắn bao gồm các màng gluten và các pentosan không tan bao bọc các hạt tinh bột, pha lỏng là nước và các chất tan trong nước, pha khí tạo ra do sự tích lũy các bọt không khí trong khi nhào. Vai trò chính trong việc hình thành nên cấu trúc của bột nhào là gliadin và glutenin. Khi nhào bột mì, nếu đủ lượng nước thì gliadin và glutenin sẽ hấp phụ nước và tương tác nhau tạo thành những sợi chỉ mỏng và màng mỏng dính các hạt tinh bột thấm nước lại với nhau tạo thành mạng gluten ướt. Ở nhiệt độ nhào trộn, tinh bột chỉ hút một phần nước và trương nở. Lượng khí tích lũy trong khối bột sẽ ảnh hưởng xấu đến chất lượng của sản phẩm. Nếu lượng khí lẫn vào nhiều, trong quá trình gia nhiệt sẽ gây hiện tượng rỗ trên bề mặt, hoặc gây gãy vỡ ảnh hưởng cấu trúc sản phẩm. Đồng thời lượng không khí này cũng là tác nhân oxy hóa làm giảm giá trị dinh dưỡng và màu sắc yêu cầu của sản phẩm. Độ ẩm và nhiệt độ cũng là hai yếu tố ảnh hưởng nhiều tới chất lượng bột nhào + Trong qui trình sản xuất có quá trình hấp, do đó hàm lượng nước trong bột nhào càng cao làm tăng độ dai cho sản phẩm sau hấp. Tuy nhiên nếu ẩm quá cao thì bột nhào sẽ dính trục khi ép tạo hình. + Nhiệt độ quá trình nhào trộn sẽ ảnh hưởng tới các mối liên kết của protein mạng gluten. Nhiệt độ cao thì nước và các phân tử protein linh động nên dễ tạo liên 12 kết, nhưng lại có khả năng làm biến tính protein. Vì vậy, ổn định nhiệt độ trong quá trình nhào trộn cũng giúp ổn định chất lượng thành phẩm. Thiết bị và thông số công nghệ Sử dụng thiết bị nhào trộn trục đứng. Thiết bị làm việc gián đoạn, gồm có hệ thống khung đỡ lắp các cánh khuấy đặt thẳng đứng và các thùng chứa bột hình trụ có thể tháo lắp được. Cho bột mì vào thùng chứa, đặt thùng vào trong hệ thống. Khi hoạt động, trục khuấy cùng các cánh khuấy sẽ hạ thấp xuống thùng chứa hay thùng chứa sẽ được nâng lên để lắp khít với cánh khuấy và nắp. Đầu tiên bột mì được trộn đều trong thùng chứa, tiếp theo cho nước trộn bột vào từ từ. Độ ẩm bột nhào thường giữ trong khoảng 30-35%, nhiệt độ khối bột nhào khoảng 37-380C. Tiến hành nhào trộn trong khoảng thời gian 10-15 phút đảm bảo cho các cấu tử trộn đều nhau. Sau quá trình nhào trộn các thùng được tháo ra thực hiện quá trình chuyển bột nhào vào thiết bị ép đùn. Hình 1: Sơ đồ nguyên lý thiết bị nhào trộn trục đứng. 3. 1. 5 Ép đùn Mục đích công nghệ: hoàn thiện. Quá trình này sẽ tạo cho sản phẩm nui có hình dạng phù hợp theo yêu cầu. Các biến đổi của nguyên liệu - Vật lý: có sự tăng nhiệt độ do ma sát, làm thay đổi kích thước và hình dạng khối bột. - Hoá học: trong suốt thời gian lưu trong thiết bị, độ ẩm của khối hạt không đổi, nhưng ngay sau khi ra khổi khuôn ép, độ ẩm của nguyên liệu giảm. Thành phần hóa học: ít bị thay đổi nhiều do thời gian lưu ngắn và quá trình ép thực hiện nguội. + Đường: xảy ra phản ứng Maillard, phản ứng Caramel. 13 + Protein: bị biến tính do nhiệt độ. + Acid amin: xảy ra phản ứng Maillard, phản ứng phân hủy acid amin. + Vitamin: bị tổn thất. - Hóa lý: có sự bốc hơi nước còn trong khối bột sau khi ra khỏi lỗ khuôn. Thiết bị và thông số công nghệ Một máy ép đùn gồm có các bộ phận: khoang chứa, bộ phận truyền động, vít truyền động và khuôn. Hình 2 : Thiết bị ép đùn 1 trục vít. - Khoang chứa: chứa phần đầu (phần không quay), các vít truyền động (phần quay) và các khuôn. Các khoang chứa thường được phân thành từng đoạn và được bọc các lớp vỏ áo để kiểm soát nhiệt độ. - Bộ phận truyền động và đệm: + Bộ phận truyền động và đệm được thiết kế để cung cấp năng lượng làm quay trục và vít truyền động của máy ép đùn. Hệ thống truyền động có thể có tốc độ quay đồng bộ hoặc thay đồi. + Hai hoặc ba đệm được bôi trơn để giúp cho trục của máy ép đùn hoạt động tốt hơn. Dầu bôi trơn sử dụng cho các đệm phải có chất lượng cao vì máy này dùng để sản xuất thực phẩm. - Vít truyền động: + Loại 1 vít: Tính ổn định của quy trình: giảm sự thay đổi của nguyên liệu tươi, dòng nguyên liệu nạp vào máy đều, các thay đổi của sản phẩm cuối có liên quan trực tiếp đến sự đồng bộ của dòng sản phẩm bên trong khoang chứa và sự thay đổi áp suất bên trong khuôn. Để việc vận chuyển khối nguyên liệu được thuận tiện, thành khoang chứa có thể dạng láng, đường rãnh dạng thẳng hoặc dạng xoắn ốc. Rãnh dạng thẳng làm tăng kẻ hở để nguyên liệu đi qua, từ đó giảm hiệu quả vận chuyển nguyên liệu nhưng tăng thời gian lưu nguyên liệu trong máy. Rãnh dạng xoắn ốc giúp tạo áp suất khi vít truyền động quay. Các vít truyền động được thiết kế không giống nhau. Các đường xoắn ốc có thể có bước vít và chiều cao của răng vít không đổi và giảm từ đầu đến cuối máy. Góc của răng vít với đường trục của vít cũng có thay đổi. Trong vùng nhập liệu ngay sau phễu nhập liệu, răng gần như góc thẳng với trục vít giúp vận chuyển nguyên liệu có khối lượng riêng nhỏ. Khi khối lượng nguyên liệu tăng lên thì góc 14 của răng vít sẽ trải ra để tăng hiệu quả trộn và giảm hiệu quả vận chuyển nguyên liệu. + Loại 2 vít: Tính ổn định của quy trình: làm giảm sự thay đổi thất thường của áp suất trong khuôn do sự vận chuyển nguyên liệu rất tốt của 2 vít truyền động. Trái với ép đùn 1 vít, ép đùn 2 vít hoạy động dựa vào tác động qua lại của khoang chứa với 1 vít truyền động kề sát bên trong khoang để đẩy nguyên liệu về phía trước. Việc này làm giảm sự phụ thuộc vào ma sát để vận chuyển nguyên liệu, làm nguyên liệu trong khoang đồng đều và dẫn đến sự đồng đều về áp suất trong khuôn thay vì phải thay đổi độ nhớt của vật liệu ép đùn. Máy được cấu tạo trục vít kép, có thể sản xuất các loại thức ăn nổi hoặc chìm trong nước mà không thay đổi tính chất trong sản phẩm. Khi nhiệt độ của máy đạt được trong thời gian nhất định, máy có thể khử trùng, tẩy uế và biến đổi gen trong thực phẩm, đồng thời cải thiện được tính chất của nguyên liệu, trong quá trình nạp liệu và chế biến thực phẩm máy có thể phun hơi nước thích hợp để giảm sự tiêu thụ điện năng, tiết kiệm chi phí mà năng suất lại rất cao, thêm vào đó máy có thể điều chỉnh lưu lượng và tỉ lệ lưu lượng cho thích hợp từng loại nguyên liệu khác nhau, đồng thời ghi lại tất cả các thông số cơ bản của quy trình để theo dõi và xác nhận kết quả sản phẩm. Bảng 6: So sánh giữa máy ép đùn một vít và hai vít Máy ép đùn một vít Máy ép đùn hai vít Thông số của quá trình sản xuất: - Nhiệt độ (0C) - Áp suất lớn nhất (bar) - Độ ẩm nguyên liệu (%) - Lượng chất béo cao nhất (%) - Độ hồ hóa của tinh bột (%) Thông số về sản phẩm: - Năng suất (tấn/giờ) 80 - 140 15 - 30 15 - 35 22 80 - 100 1- 22 60 - 160 15 - 40 10 - 45 27 80 - 100 1- 14 - Khuôn và dao cắt: khoang chứa của máy ép đùn kết thúc bằng khuôn, chứa một hoặc nhiều lỗ để nguyên liệu đi qua. Các lỗ này sẽ tạo hình cho sản phẩm. Khi sản phẩm đi ra sẽ được dao cắt sản phẩm thành từng miếng với kích thước mong muốn. Tốc độ dao cắt được điều chỉnh dựa vào độ dài và hình dạng sản phẩm. 15 3. 1. 6 Sấy Mục đích công nghệ: + Bảo quản: sấy đến hàm ẩm bảo quản, vi sinh vật khó phát triển giúp bảo quản sản phẩm lâu hơn. Nhiệt độ sấy cũng giúp tiêu diệt một số vi sinh vật. + Hoàn thiện: sấy làm tăng độ giòn, giữ được hình dạng sản phẩm, đảm bảo màu sắc, độ sáng bóng. Các biến đổi của nguyên liệu - Vật lý: + Trong quá trình sấy xuất hiện gradient nhiệt trong sản phẩm:nhiệt độ tăng cao tại vùng bề mặt và giảm dần tại vùng tâm. + Sự khuếch tán ẩm: các phân tử nước tại vùng tâm sẽ dịch chuyển dần ra biên và thoát ra ngoài. + Các tính chất vật lý thay đổi: hình dạng, kích thước, khối lượng, tỉ trọng, độ giòn… - Hóa học: xảy ra một số phản ứng oxy hóa, phản ứng Maillard… - Hóa lý: sự chuyển pha của nước từ lỏng thành hơi. - Hóa sinh, sinh học: một số enzyme bị vô hoạt, các vi sinh vật có thể bị ức chế hoặc tiêu diệt. Thiết bị và thông số công nghệ Quá trình sấy thường chia làm hai giai đoạn: sấy sơ bộ và sấy thành phẩm. Nhiệt độ và thời gian sấy là hai thông số quan trọng trong quá trình sấy. Các phương pháp sấy trước đây thường sử dụng nhiệt độ không quá 600C, thời gian sấy rất lâu từ 18-30h. Ngày nay người ta thường sử dụng nhiệt độ cao hơn: 70-900C, thời gian sấy ngắn hơn 4-8h tùy công nghệ. Quá trình sấy có thể thực hiện như sau: + Sấy sơ bộ: cho băng tải nui qua buồng sấy bằng không khí nóng nhiệt độ 50- 650C, giảm hàm ẩm sản phẩm từ 30-33% xuống còn 18% trong khoảng 1-2h. + Sấy thành phẩm: nui được sấy tiếp đến hàm ẩm bảo quản là 12-13%, nhiệt độ không khí 70-900C, thời gian sấy 2-6 giờ tùy vào hình dạng và kích thước sản phẩm. Để đảm bảo thời gian sấy và tiết kiệm diện tích nhà xưởng, buồng sấy được thiết kế dạng tầng, 1 buồng sấy chia thành 2 khoang hoặc sử dụng 2 buồng sấy cho mỗi giai đoạn. Các băng tải sẽ đi vòng qua các tầng của buồng sấy. 16 Hình 3: Sơ đồ nguyên lý buồng sấy. 3. 1. 7 Làm nguội Mục đích công nghệ: chuẩn bị cho quá trình đóng gói và hoàn thiện cấu trúc sản phẩm. Phương pháp thực hiện: nui sau khi sấy cần được chứa trong các thùng ổn định để hạ nhiệt độ sản phẩm, tránh các căng thẳng cục bộ và hiện tượng nứt, vỡ. Hàm ẩm trong sản phẩm sẽ được phân bố đều lại, nui được quạt mát trong khoảng 6-8h. 3. 1. 8 Phân loại và đóng gói Mục đích công nghệ: hoàn thiện sản phẩm. Phương pháp thực hiện: nui sau khi được ổn định, trước khi vào dây chuyền đóng gói sản phẩm sẽ đi qua sàng phân loại để loại ra các sản phẩm bị vỡ trong quá trình xử lý nhiệt, giúp cho sản phẩm có kích cỡ và hình dạng đồng đều. Quá trình đóng gói và in bao bì được thực hiện tự động, giúp phân chia sản phẩm thành các đơn vị thuận tiện trong phân phối. 3. 2 Quy trình 2 3. 2. 1 Chuẩn bị nguyên liệu: giống quy trình 1. 3. 2. 2 Làm sạch tạp chất: giống quy trình 1. 3. 2. 3 Định lượng: giống quy trình 1. 17 3. 2. 4 Nhào trộn Mục đích công nghệ: giống quy trình 1. Các biến đổi của nguyên liệu: giống quy trình 1. Thiết bị và thông số công nghệ Thiết bị nhào trộn có dạng thùng nằm ngang bên trong có hai trục gắn các cánh khuấy bố trí xen kẽ, quay ngược chiều nhau. Bên trên là ống nhập bột mì và đường ống phun nước trộn bột. Đáy thiết bị nối với cửa nhập liệu của thiết bị ép đùn. Để giảm ảnh hưởng của không khí đối với bột nhào quá trình nhào trộn tiến hành trong điều kiện chân không ( áp suất 460mmHg). Hình 4: Sơ đồ nguyên lý thiết bị nhào trộn trục ngang. Đầu tiên bột mì được trộn đều theo chiều dài trục nhào, tiếp theo cho nước trộn bột vào từ từ. Độ ẩm bột nhào thường giữ trong khoảng 30-35%, nhiệt độ khối bột nhào khoảng 37-380C. Tiến hành nhào trộn trong khoảng thời gian 10-15 phút đảm bảo cho các cấu tử trộn đều nhau. 3. 2. 5 Ép đùn : giống quy trình 1. Máy ép đùn gắn liền trong thiết bị nhào trộn. 18 3. 2. 6 Hấp sơ bộ Mục đích công nghệ: + Chuẩn bị: cố định cấu trúc, hình dạng của sản phẩm sau khi ép, tránh nứt, vỡ khi sấy. + Hoàn thiện: tạo màu vàng tươi cho sản phẩm, làm tăng hương vị. Các biến đổi của nguyên liệu: trong quá trình hấp dưới tác dụng của nhiệt độ cao, protein sẽ bị biến tính, nhả nước và liên kết lại với nhau tạo thành khung của sản phẩm. Tinh bột sẽ sử dụng nước tự do trong bột nhào, lượng nước do protein nhả ra và hấp thu thêm một phần hơi nước để trương nở, hồ hóa. Một số phân tử tinh bột thoát khỏi hạt tinh bột và liên kết với khung protein tạo ra độ đặc, chắc cho nui. Thiết bị và thông số công nghệ: sử dụng hơi nước hơi nước bão hòa. Nui sau khi ép đùn được đưa theo băng chuyền qua buồng hấp với thời gian ngắn 3-5 giây, hơi nước được phun ra từ các ống dẫn hơi bố trí trong buồng hấp. Trong quá trình hấp sơ bộ nhiệt độ và thời gian hấp là 2 yếu tố cần được điều khiển để ổn định chất lượng sản phẩm. Mục đích của quá trình không phải là làm chín toàn bộ sản phẩm, mà chỉ cần chín bề mặt để cố định hình dạng sản phẩm. Nhiệt độ thấp chưa hồ hóa được, hoặc thời gian quá lâu làm chín hoàn toàn đều ảnh hưởng không tốt đến hình dạng sản phẩm. Hình 5: Sơ đồ nguyên lý buồng hấp 3. 2. 7 Sấy: giống quy trình 1. 3. 2. 8 Làm nguội: giống quy trình 1. 3. 2. 9 Phân loại và đóng gói: giống quy trình 1. 19 3. 3 So sánh 2 quy trình Bảng 7 : So sánh sự khác nhau giữa 2 quy trình công nghệ Tiêu chí Quy trình 1 Quy trình 2 Năng lượng Ít Nhiều Thiết bị Đơn giản Hiện đại Chi phí Thấp Cao Thiết bị phụ trợ Ít Nhiều Diện tích nhà xưởng Nhỏ Lớn Tự động hóa Thấp Cao Chất lượng sản phẩm Tương đối Tốt Tổn thất ( phế phẩm) Nhiều Ít 20 CHƯƠNG 4: SẢN PHẨM Một sản phẩm mì ống chất lượng bắt đầu với nguyên liệu chất lượng cao. Lúa mì durum là lý tưởng cho sản phẩm với màu sắc hương vị độc đáo, phẩm chất tốt khi nấu. Một số quốc gia như Mỹ, Ý…, việc thay thế bột mì durum bằng nguyên liệu khác được xem như hành vi gian lận. Các nhà sản xuất tại Mỹ phải thực hiện nghiêm ngặt thành phần sản xuất và tiêu chuẩn mà chính phủ đã qui định nghiêm ngặt, do đó mì ống làm tại Mỹ được xem là có chất lượng cao nhất. Đối với Việt Nam, do khả năng đáp ứng nguyên liệu là chưa có, cũng như chi phí sản xuất so với mức độ ưu thích sản phẩm chưa phổ biến, các nhà sản xuất thường dùng các nguyên liệu thay thế như gạo, bột mì thường… Thay thế durum bằng lúa mì mềm, ngô, gạo, … thường cho ra sản phẩm mềm và dính hơn. Yêu cầu chung của sản phẩm là: + Có màu vàng trong, bề mặt mịn, không bị nứt vỡ. + Độ ẩm bảo quản nhỏ hơn 12.5%. + Không có vi khuẩn, nấm men, nấm mốc gây độc. + Khi nấu: sản phẩm không bị thay đổi cấu trúc, có độ dai, không bị nhão hoặc mềm, bề mặt trơn và ánh sáng. Theo đánh giá của các chuyên gia dinh dưỡng thì mì và nui được xem là những sản phẩm dinh dưỡng phù hợp cho cuộc sống hiện đại. Mì và nui được làm từ bột lúa mì, là một loại lương thực thiên nhiên, cung cấp khoảng 1/5 lượng calories tiêu thụ của con người. Về thành phần dinh dưỡng, trong mì và nui có chứa nhiều protein, canxi, sắt và chất xơ cần thiết cho cơ thể, giúp hạn chế những căn bệnh về đường tiêu hóa, thiếu máu do thiếu sắt, xương, cơ... Hình 6: Thông tin về dinh dưỡng của sản phẩm mì ống sấy, nguyên chất. 21 Hiện nay trên thị trường, bên cạnh các sản phẩm nui được nhập ngoại, thì các sản phẩm được sản xuất trong nước cũng cạnh tranh không kém về mặt chất lượng và mẫu mã. Đơn cử mới đây sự xuất hiện sản phẩm mì và nui mang thương hiệu Vinaly của công ty Thực phẩm xanh - Greenfood đã góp phần tạo nên một diện mạo mới cho dòng sản phẩm này. Chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm như sau: + Thành phần: bột gạo, muối ăn, chất ổn định (452i), màu tổng hợp (102,124) + Chất lượng: độ ẩm 12%, không sử dụng hàn the, không sử dụng nước tro tàu, không sử dụng formaldehyde + Số CBTC:03/2008/CBTC-GREENFOOD, dây chuyền sản xuất đạt tiêu chuẩn ISO 9001:2000 + Thời hạn sử dụng: 6 tháng kể từ ngày sản xuất. Sử dụng mì và nui thay thế tạm thời các bữa ăn chính nhằm giúp các bà nội trợ có thêm sự lựa chọn hợp lý cho bữa ăn hàng ngày. Đây cũng được xem là phương pháp trị liệu tích cực nhằm chữa trị căn bệnh “ngán cơm” khi cơ thể bạn rơi vào trạng thái mệt mỏi vì công việc. Bởi có thể bạn chỉ mất khoảng từ 5 - 10 phút, là đã có ngay một bữa ăn thịnh soạn với những món ăn ngon như mì xào bò, nui đút lò, súp nui, mì xốt hải sản, nui trộn salad... Việc thay đổi khẩu vị trong các bữa ăn cũng góp phần mang lại niềm vui và sự phấn khởi cần thiết cho mỗi ngày làm việc. 22 CHƯƠNG 5: THÀNH TỰU CÔNG NGHỆ  Thiết bị nhào trộn trục ngang làm việc trong điều kiện chân không giúp cho sản phẩm có được chất lượng cảm quan tốt hơn, giữ được màu sắc tự nhiên, không bị nứt vỡ. Đồng thời các thành phần dinh dưỡng ít bị tổn thất hơn. Việc định lượng hoàn toàn tự động giúp cho khối bột nhào đạt chất lượng tốt nhất theo công nghệ sản xuất, tiết kiệm được thời gian.  “Năng lượng mặt trời là miễn phí nhưng không rẻ”. Đây là vấn đề thách thức các nghiên cứu dùng năng lượng mặt trời (NLMT) để sấy nông sản / thực phẩm trong hơn 30 năm qua trên thế giới. Đã có rất nhiều máy sấy NLMT, nhưng số được ứng dụng có hiệu quả kinh tế thì khá hiếm hoi. Nhóm nghiên cứu sấy ở Đại học Nông Lâm đã thiết kế và ứng dụng thành công máy sấy nui (noodle) dùng NLMT tại Công ty Phương Đông FUDO (Hóc Môn, TP.HCM). Máy sấy nui dùng nguyên lý sấy tĩnh đảo chiều, quạt thổi không khí sấy từ dưới lên, sau đó đảo chiều từ trên thổi xuống. Thùng sấy chứa 500 kg nui; khi dùng lò đốt than đá, tiêu thụ 5 kg/giờ hay 25 kg than đá cho mẻ sấy dài 5 giờ. Máy sấy nui NLMT đã được sử dụng từ tháng 2/2006. Theo KS. Hùng, quản đốc phân xưởng sản xuất nui, nhờ bộ thu nhiệt NLMT mỗi tháng có thể tiết kiệm được 1,5 triệu đồng than đá. So với đầu tư bộ thu nhiệt khoảng 9 triệu đồng, thời gian hoàn vốn chỉ khoảng 7 tháng, giả định theo kinh nghiệm bộ ống nhựa plastic giá 700.000 đ có tuổi thọ 7 - 10 tháng. KS. Nguyễn Việt Thắng, giám đốc Công ty Fudo hài lòng về ưu điểm của sử dụng NLMT là nguồn nhiệt tuyệt đối sạch, phù hợp với chế biến thực phẩm. Đã giải quyết vấn đề NLMT rẻ để sấy nui, nhưng vẫn còn bài toán khác mà thế giới đã đúc kết về NLMT là “đôi khi cần thì không có”. Giải pháp mà cả thế giới đã đồng thuận là “Hybrid = Lai”, nghĩa là có NLMT đồng thời có nguồn nhiệt hỗ trợ khi thiếu nắng. Có thể là điện hoặc gas, với công suất nhiệt khoảng 20 kW, đóng vai trò “bảo hiểm” khi mưa bão, trời âm u suốt ngày. 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Lê Văn Việt Mẫn và cộng sự, Công nghệ chế biến thực phẩm, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Tp. HCM, 2009, 1019 trang. 2. Trần Thị Thu Trà, Công nghệ bảo quản và chế biến lương thực, Tập 1, Bảo quản lương thực, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Tp. HCM, 2007, 489 trang. 3. 4. Company “BID”, production of the macaroni and packing equipment. 5. %20Wheat%20Production%20%26%20Area%202003.htm 5. All the inventions of mankind. 6. Công ty cổ phần thực phẩm xanh. 7. National Pasta Association. 8. NutritionData, know what you eat.